玻璃原料選用的物理要求主要是指原料的顆粒度、容重、摩擦角等,其中以顆粒度對玻璃熔制與製品質量的關係最為密切。原料粒度過於粗大將影響玻璃的熔融速度,使熔制溫度提高,澄清時間延長,能耗增加。對普通的玻璃而言,玻璃的熔化過程實質上是鈉矽酸鹽的形成其它氧化物與石英砂熔解於鈉矽酸鹽系統中,並最後形成玻璃的過程。熔融過程的速率還取決於配合料中各固相材料的顆粒度大小。
原料顆粒度愈細,意味著比表面愈大,各原料間的接觸機會就增多,從而使反應速和率加快。但過細的原料容易造成在配料與輸送過程中飛揚和結塊,惡化了操作環境。過細的原料還容易造成在料倉中起拱和堵塞蓄熱室的格子磚,同時對澄清也不利,因為熔融玻璃的粘度會隨著熔體中二氧化矽熔解量的增加而逐漸增加,導致小氣泡難以逸出,給澄清帶來困難。
以往習慣於從原料的化學要求來評價其質量,偏面地認為原料的主含量純度高,雜質含量低就可以獲得理想的製品。其實不然,化學要求僅意味著能局部地改進和提高製品質量,只有同時也重視原料的物理要求始能為全面的、總體的改進和提高製品創造有利條件。經大量生產實踐驗證,筆者認為玻璃配合料中使用的石英砂顆粒度合適要求為0.15~0.7mm,其中0.2~0.5mm的顆粒不應少於90%,0.1mm以下的細顆粒不宜超過5%。
原料的其它物性要求雖不如粒度那樣與熔制質量密切相關,但它們對配合料的混合、輸送和堆放等都有影響。因此也不應忽視,應儘可能地建立規範化的指標,向原料製造廠提出。在其它物性中應予重視的有:原料力學性。在配合料的製取過程中都有著貯存、卸料、輸送的作業,在這些過程中原料的流動性、休止角、滑動角等力學的摩擦特性起了主要作用。忽視這些原料的力學特性會造成卸料易堵塞,輸送時易呈粘附狀態,無法流暢,混料不易均勻等。這無疑會對整個配料工序帶來一系列困難,嚴重的甚而影響熔制質量。其中原料的休止角還涉及堆放量和卸料速度,故了解原料的休止角對料倉的設計和振蕩器的安裝位置與數量密切相關。從卸料速度來講,希望休止角愈小愈好,便於卸料流暢。
原料摩擦角大小也影響卸料速度,摩擦角越小,卸料越流暢,故應儘量選用小摩擦角的原料。原料粘附性也是和貯存、輸送、混合密切相關的一個力學性能,粘附性大的原料不僅給配料工序帶來一系列的困難,嚴重的還會影響熔制質量。造粒原料具有較小的摩擦角和不易粘附的優點,目前國內不少工廠已大量使用造粒原料,雖原料價格較貴,但對提高熔制質量與產品合格率還是有利的。
上述這些物理性能雖常易被忽視,但它們所造成的影響卻會經常提醒我們要予以注意。目前國內原料在這方面都缺乏明確的指標值,這是今後須不斷加以分析和測定的,再結合生產實際中的觀察,逐步完善有關這方面的質量要求。